一种新型浮动负半径滚子凸轮机构制造技术

本发明专利技术提供了一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，包括：凸轮、连杆、摇块、滚子和摇杆；所述凸轮通过第一转轴设置于所述滚子的内部，并且所述凸轮绕着所述第一转轴转动时，凸轮与所述滚子的内壁顶抵接触；所述连杆与所述滚子的外壁固定连接，且所述连杆、滚子的圆心以及所述第一转轴位于同一条直线上；所述摇杆的一端与所述连杆通过第二转轴转动连接，另一端与第三转轴转动连接；所述摇块与所述第一转轴转动连接，并与所述连杆限位配合使连杆沿着其长度方向运动，当所述连杆绕着第二转轴转动时，所述摇块与之转动一个相同的角度，使得连杆在转动后依然沿着其长度方向运动；当所述连杆沿着其长度方向运动时，所述摇杆绕着第三转轴转动，同时带动连杆的一端受到摇杆的作用绕着第二转轴转动。

【技术实现步骤摘要】
一种新型浮动负半径滚子凸轮机构
本专利技术涉及一种新型凸轮机构，尤其涉及一种新型负半径滚子凸轮机构。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，现代机械朝着高速度、高效率、高精度和高载核方向发展，生产过程的机械化、自动化程度的日益提高，对输出件的运动形式、机构性能等要求也越来越高，特别是对其运动规律、运动轨迹和动力性能提出了更高的要求。如此，现有简单的基本机构如齿轮机构、凸轮机构和连杆机构便已难以胜任。但把若干基本机构按一定方式适当的组合起来形成组合机构，便能扬长避短，充分发挥各自优势，从而能实现复杂的运动形式和满足工程中动力性能等要求。传统凸轮机构中，盘形凸轮机构应用最广泛、服役最悠久。由于其自身结构限制，难以适应现代机械演进发展趋势的要求，特别在承载能力方面，滚子、凸轮呈凸-凸形态外接触，综合曲率半径小、接触应力大、润滑性能差，无法胜任空间有限、大载荷等应用场合。浮动推杆类凸轮-连杆组合机构，即与凸轮直接作用的推杆为作平面运动的连杆。此机构类型除了能实现各种运动形式、刚体导引、轨迹和输出件速度、加速度和姿态等要求外，它还具有能实现大摆角、输出效率高等优点,故其广泛应用于轻工、纺织、印刷和包装等众多行业中。对浮动推杆类凸轮-连杆机构的研究，日益凸显出具有重要理论意义和工程实用价值。负半径类滚子推杆盘形凸轮机构，属于一大类新型凸轮机构，是凸轮机构构型方面的重要理论创新，顺应了时代发展趋势和要求。较传统正半径滚子、平底推杆盘形凸轮机构，负半径滚子推杆盘形凸轮机构因凸轮、滚子呈凹-凸形态内接触，显著增加了综合曲率半径，降低接触应力且易形成润滑油膜；故其在承载、润滑、减摩耐磨、传动效率和使用寿命等诸多方面，皆具有显著、大幅度的改善提高，而加工、装配等复杂和困难度未有增加，故显著克服和解决了传统盘形凸轮机构的固有缺陷，具有明确、广阔的工程应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题是提供一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，显著增加了综合曲率半径，降低接触应力且易形成润滑油膜；故其在承载、润滑、减摩耐磨、传动效率和使用寿命等诸多方面，皆具有显著、大幅度的改善提高，而加工、装配等复杂和困难度未有增加，故显著克服和解决了传统盘形凸轮机构的固有缺陷，具有明确、广阔的工程应用前景。为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，其特征在于包括：凸轮、连杆、摇块、滚子和摇杆。所述凸轮通过第一转轴设置于所述滚子的内部，并且所述凸轮绕着所述第一转轴转动时，凸轮与所述滚子的内壁顶抵接触；所述连杆与所述滚子的外壁固定连接，且所述连杆、滚子的圆心以及所述第一转轴位于同一条直线上；所述摇杆的一端与所述连杆通过第二转轴转动连接，另一端与第三转轴转动连接；所述摇块与所述第一转轴转动连接，并与所述连杆限位配合使连杆沿着其长度方向运动，当所述连杆绕着第二转轴转动时，所述摇块与之转动一个相同的角度，使得连杆在转动后依然沿着其长度方向运动；当所述连杆沿着其长度方向运动时，所述摇杆绕着第三转轴转动，同时带动连杆的一端受到摇杆的作用绕着第二转轴转动。在一较佳实施例中：所述滚子包括一内转子和外定子、以及设置于所述内转子和外定子之间的滚轴；当所述凸轮与内转子的内壁顶抵接触时，所述内转子由于顶抵力的作用而转动。在一较佳实施例中：所述凸轮为盘形凸轮，其两端的弯曲弧度大于两侧的弯曲弧度。在一较佳实施例中：当所述凸轮位于初始位置时，所述凸轮的两侧中的一侧与所述内转子的内壁顶抵。在一较佳实施例中：还包括一与所述第二转轴连接的复位机构，当所述盘形凸轮转动至两端与内转子的内壁顶抵时，所述滚子带动连杆沿着其长度方向向外运动，所述复位机构被拉长；当所述盘形凸轮继续转动时，所述盘形凸轮与内转子的内壁分离，滚子和连杆在复位机构复位力的作用下回到初始位置，使得内转子的内壁重新与所述盘形凸轮两侧中的一侧恢复顶抵。在一较佳实施例中：所述连杆具有两个分离设置的夹持部，所述夹持部之间的距离与所述外定子的外径相同；所述滚子被所述夹持部夹持固定。在一较佳实施例中：所述连杆在所述夹持部之间具有一限位槽，所述限位槽套设于所述摇块的外壁并与之顶抵限位。在一较佳实施例中：所述第一转轴和第三转轴位于同一水平面上。在一较佳实施例中：所述复位机构为拉簧。在一些较佳实施例中：所述凸轮绕着第一转轴顺时针转动。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：本专利技术提供的一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，凸轮、滚子呈凹-凸形态内接触，显著增加了综合曲率半径，降低接触应力且易形成润滑油膜；故其在承载、润滑、减摩耐磨、传动效率和使用寿命等诸多方面，皆具有显著、大幅度的改善提高，而加工、装配等复杂和困难度未有增加，故显著克服和解决了传统盘形凸轮机构的固有缺陷，具有明确、广阔的工程应用前景。并且，本专利技术提供的是一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，是基于浮动推杆类凸轮—连杆机构与负半径类滚子推杆盘形凸轮机构的组合创新，不言而喻，此类机构兼具两大类机构之性能优点，能实现各种运动形式、刚体导引、轨迹和输出件速度、加速度和姿态等要求，具有能实现大摆角、输出效率高等优点,同时大幅度的改善提高其在承载、润滑、减摩耐磨、传动效率和使用寿命等诸多性能，是能够适应高速度、高效率、高精度和重载荷等要求的新型凸轮机构。在大载荷下，负半径滚子机构较传统凸轮机构，具有尺寸紧凑、占据空间小的关键性、重要性优势，负半径滚子推杆盘形凸轮机构样机的创新设计，对推动、促进对象机构的广泛付诸工程应用具有重要实际意义。附图说明图1为本专利技术优选实施例。具体实施方式下文结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。参考图1，本实施例提供了一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，包括：盘形凸轮1、连杆2、摇块3、滚子4和摇杆5；所述盘形凸轮1两端11的弯曲弧度大于两侧12的弯曲弧度。所述滚子4包括一内转子和外定子、以及设置于所述内转子和外定子之间的滚轴；当所述盘形凸轮与内转子的内壁顶抵接触时，所述内转子由于顶抵力的作用而转动。所述盘形凸轮1通过第一转轴13设置于所述滚子4的内部。所述盘形凸轮1绕着第一转轴13顺时针转动，并且所述盘形凸轮1位于初始位置时，所述盘形凸轮1的两侧12中的一侧与所述内转子的内壁顶抵接触。因此当盘形凸轮1绕着所述第一转轴转动时，由于盘形凸轮1两端11的弯曲弧度大于两侧12的弯曲弧度，盘形凸轮1与所述滚子4的内壁的顶抵力使得内转子转动的同时，也使得外定子的位置发生改变。所述连杆2与所述外定子的外壁固定连接，且所述连杆2、滚子4的圆心以及所述第一转轴13位于同一条直线上；因此，当外定子的位置发生改变时，连杆2也随之一起运动。为了实现连杆2与外定子的固定连接，所述连杆2具有两个分离设置的夹持部21，所述夹持部21之间的距离与所述外定子的外径相同；因此，所述夹持部21将所述外定子夹持固定。为了限制连杆2以及滚子4只会沿着连杆2的长度方向运动，本实施例中增加设置了摇块3，所述连杆2在所述夹持部21之间具有一限位槽22，所述限位槽22套设于所述摇块3的外壁并与之顶抵限位。因此，摇块3将连杆2限定为只沿着连杆2的长度方向运动。所述摇杆5的一端与所述连杆2通过第二转轴51转动连接，另一端与第三转轴52转动连接；因此，当连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，其特征在于包括：凸轮、连杆、摇块、滚子和摇杆；所述凸轮通过第一转轴设置于所述滚子的内部，并且所述凸轮绕着所述第一转轴转动时，凸轮与所述滚子的内壁顶抵接触；所述连杆与所述滚子的外壁固定连接，且所述连杆、滚子的圆心以及所述第一转轴位于同一条直线上；所述摇杆的一端与所述连杆通过第二转轴转动连接，另一端与第三转轴转动连接；所述摇块与所述第一转轴转动连接，并与所述连杆限位配合使连杆沿着其长度方向运动，当所述连杆绕着第二转轴转动时，所述摇块与之转动一个相同的角度，使得连杆在转动后依然沿着其长度方向运动；当所述连杆沿着其长度方向运动时，所述摇杆绕着第三转轴转动，同时带动连杆的一端受到摇杆的作用绕着第二转轴转动；所述凸轮的基圆半径r

【技术特征摘要】
1.一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，其特征在于包括：凸轮、连杆、摇块、滚子和摇杆；所述凸轮通过第一转轴设置于所述滚子的内部，并且所述凸轮绕着所述第一转轴转动时，凸轮与所述滚子的内壁顶抵接触；所述连杆与所述滚子的外壁固定连接，且所述连杆、滚子的圆心以及所述第一转轴位于同一条直线上；所述摇杆的一端与所述连杆通过第二转轴转动连接，另一端与第三转轴转动连接；所述摇块与所述第一转轴转动连接，并与所述连杆限位配合使连杆沿着其长度方向运动，当所述连杆绕着第二转轴转动时，所述摇块与之转动一个相同的角度，使得连杆在转动后依然沿着其长度方向运动；当所述连杆沿着其长度方向运动时，所述摇杆绕着第三转轴转动，同时带动连杆的一端受到摇杆的作用绕着第二转轴转动；所述凸轮的基圆半径r0和滚子的半径R根据如下步骤得到：1)根据凸轮和滚子的运动连通条件、运动保真条件、传动性能条件和接触强度条件为约束，推演建立相应解析公式；2)构建尺寸坐标系O-r0R、尺寸空间Ω(r0,R)，进行离散-网格化处理；3)采取遍历搜索方法，实现单一约束向O-r0R、Ω(r0,R)映射，得到单一约束可视边界线/解域；4)通过归并求交，实现归并约束向O-r0R、Ω(r0,R)映射，得到归并约束可视边界线/解域；5)通过计算、比较筛选，得到滚子的半径R与凸轮的基圆半径r0之间的对应关系。2.根据权利要求1所述的一种新型浮动负半径滚子凸轮机构，其特征在于：所述滚子包括一内转子和外定子、以及设置于所述内转子和外定子之间的滚轴；当所述凸轮与内转子的内壁顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：常勇，李延平，吴秋平，刘龙，范武，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建,35